Micro-tomographie par rayons X à angle limité : dérivation d’une information anatomique a priori pour la tomographie optique par luminescence

Limited angular range X-ray micro-computerized tomography : derivation of anatomical information as a prior for optical luminescence tomography

• Auteur / Autrice : Harold Barquero
• Direction : David Brasse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 22/05/2015
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Fabrice Heitz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yannick Boursier
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Hans-Peter Meinzer, Dimitris Visvikis

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie médicale

Reconstruction d'image

Luminescence

Rayons X

Tomographie

Mots clés libres

Imagerie biomédicale multimodale

Reconstruction tomographique à angle limité

Segmentation

Recalage

Variation totale

Atlas anatomique statistique

Multimodal biomedical imaging

Limited angle tomography

Image segmentation

Image registration

Total variation

Statistical anatomical atlas

Résumé

Cette thèse traite du couplage d'un tomographe optique par luminescence (LCT) et d'un tomographe par rayons X (XCT), en présence d'une contrainte sur la géométrie d'acquisition du XCT. La couverture angulaire du XCT est limitée à 90 degrés pour satisfaire des contraintes spatiales imposées par le LCT existant dans lequel le XCT doit être intégré. L'objectif est de dériver une information anatomique, à partir de l'image morphologique issue du XCT. Notre approche a consisté i) en l'implémentation d'un algorithme itératif régularisé pour la reconstruction tomographique à angle limité, ii) en la construction d'un atlas anatomique statistique de la souris et iii) en l'implémentation d'une chaîne automatique réalisant la segmentation des images XCT, l'attribution d'une signification anatomique aux éléments segmentés, le recalage de l'atlas statistique sur ces éléments et ainsi l'estimation des contours de certains tissus à faible contraste non identifiables en pratique dans une image XCT standard.

This thesis addresses the combination of an Optical Luminescence Tomograph (OLT) and X-ray Computerized Tomograph (XCT), dealing with geometrical constraints defined by the existing OLT system in which the XCT must be integrated. The result is an acquisition geometry of XCT with a 90 degrees angular range only. The aim is to derive an anatomical information from the morphological image obtained with the XCT. Our approach consisted i) in the implementation of a regularized iterative algorithm for the tomographic reconstruction with limited angle data, ii) in the construction of a statistical anatomical atlas of the mouse and iii) in the implementation of an automatic segmentation workflow performing the segmentation of XCT images, the labelling of the segmented elements, the registration of the statistical atlas on these elements and consequently the estimation of the outlines of low contrast tissues that can not be identified in practice in a standard XCT image.